DE2540224A1

DE2540224A1 - DEVICE FOR CONTROLLING THE STEERING AXLE OF AN SELF-STEERING VEHICLE BY MEANS OF A ROAD GUIDANCE

Info

Publication number: DE2540224A1
Application number: DE19752540224
Authority: DE
Inventors: Robert Michel
Original assignee: TRANSPORTS RECH ETUDES ET GROU
Current assignee: TRANSPORTS RECH ETUDES ET GROU
Priority date: 1974-09-13
Filing date: 1975-09-10
Publication date: 1976-04-01
Also published as: DE2540224B2; IT1041433B; US3982603A; FR2284503B1; FR2284503A1; GB1470927A

Description

TRANSPORTS-RECHERCHES-ETUDES ET GROUPEMENT D'INTERET ECONOMIQUE (TREGIE), 112, Rue des Bons Raisins, 92500 Rueil-Malmaison, Frankreich TRANSPORTS-RECHERCHES-ETUDES ET GROUPEMENT D'INTERET ECONOMIQUE (TREGIE), 112, Rue des Bons Raisins, 92500 Rueil-Malmaison, France

Einrichtung zum Steuern der Lenkachse eines mittels einer Fahrbahnführung selbsttätig lenkbaren KraftfahrzeugesDevice for controlling the steering axis of a means a lane guidance automatically steerable motor vehicle

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Steuern der Lenkachse eines mittels einer Fahrbahnführung selbsttätig lenkbaren Kraftfahrzeuges, das mit einem Fahrzeugrahmen, einem Lenkgehäuse, einem die Fahrbahnführung abtastenden Fühler, einem die Lenkachse steuernden Lenkgestänge sowie mit einer Kuppelvorrichtung versehen ist, durch v-clche zwei mit dem Lenkgehäuse bzw. dem Fühler verbundene Eingangsglieder wechselweise mit einem mit dem Lenkgestänge verbundenen Ausgangsglied kuppelbar sind.The invention relates to a device for controlling the steering axis automatically by means of a roadway guidance steerable motor vehicle with a vehicle frame, a steering housing, a sensor that scans the roadway, and a steering linkage that controls the steering axis as well as is provided with a coupling device, through v-clche two with the steering housing and the sensor connected input members can be alternately coupled to an output member connected to the steering linkage.

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Ls sind solche Lenkeinrichtungen bekannt, bei denen die Stellung des Fühlers bezüglich einer Fahrbahnführung kennzeichnende Signale durch eine Servosteuerung auf ein Lenkgestänge übertragen werden, welches die jeweilige Stellung der Lenkachse und damit der gelenkten Fahrzeugräder bestimmt. Bei diesen Lenkeinrichtungen ist es nicht möglich, das von dem Lenkrad des Kraftfahrzeuges gesteuerte Lenkgehäuse und den Fühler wahlweise mit dem Lenkgestänge zu kuppeln. Bei Fahrzeugen, die sowohl in herkömmlicher Weise mit dem Lenkrad auf einer Fahrbahn als auch durch eine Fahrbahnführung selbsttätig gelenkt v/erden können, ist es aber wünschenswert, das Lenkgestänge nur durch das Lenkgehäuse und/oder durch den Fühler steuern zu können, je nach-dem das Fahrzeug auf einer normalen Fahrbahn⁰·/fitif einer mit einer Führung versehenen Fahrbahn fährt oder ob es von der einen auf die andere Fahrbahnart überwechselt.Steering devices such as these are known in which signals indicative of the position of the sensor with respect to a lane guidance are transmitted by a servo control to a steering linkage which determines the respective position of the steering axle and thus the steered vehicle wheels. With these steering devices it is not possible to selectively couple the steering housing controlled by the steering wheel of the motor vehicle and the sensor with the steering linkage. In vehicles that can be steered automatically in a conventional manner with the steering wheel on a roadway as well as through a roadway guidance, it is desirable to be able to control the steering linkage only through the steering housing and / or through the sensor, depending on the that the vehicle drives on a normal lane ⁰ · / fitif a lane provided with a guide or whether it changes from one type of lane to the other.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung der obengenannten Art zu schaffen, bei der die Lenkachse in Abhängigkeit von der jeweils befahrenen Fahrbahn entweder durch einen Fühler oder durch eine herkömmliche Lenkeinrichtung gesteuert werden kann.The invention is based on the object to provide a control device of the above type in which the steering axis, depending on the lane being driven on, either by a sensor or by a conventional steering device can be controlled.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Kuppelvorrichtung ein mit dem Lenkgestänge verbundenes und auf einer an dem Fahrzeugrahmen befestigten Tragachse drehbar gelagertes Gehäuse aufweist, das mit einer ersten und mit einer zweiten Führungsbacke versehen ist, deren Längsachsen in der Nähe der Tragachse vorbeiführen, und daß in der ersten Führungsbacke ein mit dem Lenkgehäuse formschlüssig verbundenes erstes Gleitstück und in der zweiten Führungsbacke ein mit dem Fühler formschlüssig verbundenes zweites Gleitstück verschieblich gelagert sind. ιThis object is achieved according to the invention in that the coupling device is connected to the steering linkage and on a support axis attached to the vehicle frame rotatably mounted housing which is provided with a first and a second guide jaw, the longitudinal axes of which are in the vicinity of the support axis lead past, and that in the first guide jaw a first positively connected to the steering housing Slider and in the second guide jaw a second slider connected to the sensor in a form-fitting manner are displaceably mounted. ι

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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 und 3 gekennzeichnet.Advantageous further developments of the invention are characterized in subclaims 2 and 3.

Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß das Lenkgehäuse oder der Fühler kontinuierlich und weich ausgekuppelt werden können, in~dem das dem entsprechenden Eingangsglied der Kupplung zugeordnete Gleitstück soweit verfahren wird, bis es im wesentlichen mit der Tragachse ausgerichtet ist, auf der das Gehäuse der Kuppelvorrichtung drehbar gelagert ist, wonach über das jeweilige Eingangsstück kein Drehmoment mehr auf das Lenkgestänge übertragen werden kann. Dadurch, daß die beiden Gleitstücke als Spindelmuttern ausgebildet sind, die durch je eine Gewindespindel verschoben v/erden, kann jedes Gleitstück in einfacher Mzxse und unabhängig von der jeweiligen Lage des anderen Gleitstückes nichtumkehrbare Verschiebungen ausführen.The advantages of the invention are, in particular, that the steering housing or the sensor can be disengaged continuously and smoothly by moving the slider assigned to the corresponding input member of the coupling until it is essentially aligned with the support axis on which the housing the coupling device is rotatably mounted, after which no more torque can be transmitted to the steering linkage via the respective input piece. Because the two sliders are designed as spindle nuts, each of which is displaced by a threaded spindle, each slider can perform irreversible displacements in a simple manner and independently of the respective position of the other slider.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:In the drawing, an embodiment of the subject matter of the invention is shown. Show it:

Fig. 1 ein mit einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung versehenes Kraftfahrzeug in einer schematischen Seitenansicht,1 with a control device according to the invention provided motor vehicle in a schematic side view,

Fig. 2 die Steuereinrichtung des Kraftfahrzeuges nach Fig. 1, schematisch in der Draufsicht undFIG. 2 shows the control device of the motor vehicle according to FIG. 1, schematically in plan view, and FIG

Fig. 3 eine Kuppelvorrichtung der Steuereinrichtung nach Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht.3 shows a coupling device of the control device according to FIG. 2 in a perspective view.

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Ein Fahrzeug 1, das auf einer Fahrbahn oder'Fahrspur 2 mittels herkömmlicher Räder 3 fährt, weist eine Lenkachse 4 auf, die durch ein Lenkgestänge 5 gesteuert wird (Fig. 1 und 2). Das Lenkgestänge 5 ist mit dem Ausgangsglied (Steuerausgang) einer Kuppelvorrichtung 6 verbunden, die mit zwei Eingangsgliedern versehen ist, von denen eines mit einem Lenkgehäuse 7 und das andere rait einem Fühler 8 verbunden ist. Der Fühler 8 dient zum Fühlen oder Abtasten einer in der Zeichnung nicht dargestellten Führungseinrichtung, beispielsweise einer Führungsschiene, für das Kraftfahrzeug.A vehicle 1 that is on a lane or 'lane 2 drives by means of conventional wheels 3, has a steering axle 4 which is controlled by a steering linkage 5 (Fig. 1 and 2). The steering linkage 5 is connected to the output element (control output) of a coupling device 6 connected, which is provided with two input members, one of which with a steering housing 7 and the other rait is connected to a sensor 8. The sensor 8 is used for feeling or scanning a guide device not shown in the drawing, for example a Guide rail for the motor vehicle.

Der Fühler 8 ist an dem Ende eines Schwenkarmes 9 drehbar gelagert, der seinerseits an dem Ende eines Winkelhebels 10 sch'- crJ'.iiar befestigt ist. ^a^1- firdere Ende des Winkcliebels 10 weist ein Gelenk auf, in dem eine erste Stange 13 gelagert ist. Die Stange 13 stellt eines der Eingangsglieder der Koppelvorrichtung 6 dar.The sensor 8 is rotatably mounted on the end of a swivel arm 9, which in turn is attached to the end of an angle lever 10 sch'- crJ'.iiar. ^ a ^1- first end of the Winkcliebels 10 has a joint in which a first rod 13 is mounted. The rod 13 represents one of the input links of the coupling device 6.

Verschiebungen des Fühlers 8 werden durch das beschriebene Hebelgestänge in auf die Kuppelvorrichtung 6 einwirkende Kräfte umgewandelt.Displacements of the sensor 8 are caused by the lever linkage described in acting on the coupling device 6 Powers converted.

Ein Ausgangshebel 14 des Lenkgestänges 7 ist mit einer zweiten Stange 15 gelenkig verbunden, die das zweite Eingangsglied der Kuppelvorrichtung 6 darstellt. Von dem Hebel 14 ausgeübte Zug- oder Druckkräfte wirken in analoger V/eise über die zweite Stange 15 auf die Kuppelvorrichtung 6 ein.An output lever 14 of the steering linkage 7 is articulated to a second rod 15, which the second The input member of the coupling device 6 represents. Tensile or compressive forces exerted by the lever 14 act in in an analogous way via the second rod 15 to the coupling device 6 a.

Die Kuppelvorrichtung 6 weist ein Gehäuse 16 auf (Fig. 2 und 3), das mit dem Lenkgestänge 5 entweder unmittelbar oder unter Zwischenschaltung eines doppelt wirkenden Servomotors 17 verbunden ist. Der Servomotor 17 wirdThe coupling device 6 has a housing 16 (FIG. 2 and 3), the one with the steering linkage 5 either directly or with the interposition of a double-acting Servomotor 17 is connected. The servo motor 17 is

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durch einen mechanisch betätigten Hydraulikschieber gesteuert. Das Gehäuse 16 ist andererseits auf einer an einem Rahmenteil des Kraftfahrzeugs 1 befestigten vertikalen Tragachse 19 drehbar gelagert.controlled by a mechanically operated hydraulic slide. The housing 16 is on the other hand on one mounted on a frame part of the motor vehicle 1 vertical support shaft 19 rotatably mounted.

Das Gehäuse 16 ist mit einer ersten und einer zweiten Gleit- oder Führungsbacke 20 bzw. 21 versehen, deren Längsachsen an der Tragachse 19 vorbeigehen. In den Gleitbacken 20 und 21 sind jeweils ein erstes Gleitstück 22 bzw. ein zweites Gleitstück 23 verschieblich geführt, die als durch Gewindespindeln 20a und 21a mitgenommene Spindelmuttern ausgebildet sind. Die Gewindespindeln 20a und 21a werden durch je einen Motor bzw. 25 über zwischengeschaltete Zahnräder 24a und 25a angetrieben. Die Motoren 24 und 25 können beispielsweise als Hydraulik- oder Elektromotoren ausgebildet sein.The housing 16 is provided with a first and a second Sliding or guiding jaws 20 and 21 are provided, the longitudinal axes of which pass the support axis 19. In the Sliding jaws 20 and 21 are each a first slider 22 and a second slider 23 displaceable guided, which are designed as spindle nuts entrained by threaded spindles 20a and 21a. the Threaded spindles 20a and 21a are each driven by a motor or 25 via interposed gears 24a and 25a driven. The motors 24 and 25 can be designed as hydraulic or electric motors, for example.

Das Gehäuse 16 ist durch eine Strebe 26 mit dem Lenkgestänge 5 verbunden. Die Strebe 26 weist dazu ein Langloch 26a auf, in das ein an dem Gehäuse des Servomotors 17 vorgesehener Zapfen 27 eingreift.The housing 16 is connected to the steering linkage 5 by a strut 26. The strut 26 points to this Long hole 26a into which a pin 27 provided on the housing of the servo motor 17 engages.

Soll das Kraftfahrzeug 1 durch eine Führungsschiene selbsttätig gelenkt werden, so nehmen die Einzelteile der erfindungsgemäßen Steuerung die aus Fig* 3 ersichtlichen jeweiligen Lagen ein. Der Fühler 8 ist abgesenkt, d.h. er steht mit der Führungsschiene im Eingriff. Um ihn mit dem Lenkgestänge 5 mechanisch in Wirkverbindung zu bringen, ist das Gleitstück 23 in eine von der Tragachse 19 entfernte Stellung verbracht worden. Danach ist das Gleitstück 22 in eine im wesentlichen mit der Trag-If the motor vehicle 1 is to be automatically steered by a guide rail, then take the individual parts of the control according to the invention, the respective positions shown in FIG. 3. The sensor 8 is lowered, i.e. it is in engagement with the guide rail. To him with the steering linkage 5 mechanically in operative connection To bring the slider 23 has been brought into a position remote from the support axis 19. After that is the slider 22 in a substantially with the support

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achse 19 übereinstimmende Stellung verbracht worden. Dadurch ist das Lenkgehäuse 7 ausgeschaltet worden, da die zweite Stange 15 auf das Gehäuse 16 kein Drehmoment ausüben kann. Dagegen _{bewirkcn die} Bewegungen der ersten Stange 13 die erforderlichen, durch den Servomotor 17 und den Schieber 18 unterstützten Verstellungen der Lenkachse 4 des Kraftfahrzeugs 1.'axis 19 matching position has been spent. As a result, the steering housing 7 has been switched off, since the second rod 15 cannot exert any torque on the housing 16. In contrast, _{the movements of the first rod 13 bring about the} necessary adjustments of the steering axis 4 of the motor vehicle 1 supported by the servomotor 17 and the slide 18.

Soll sich das Kraftfahrzeug .1 normal, d.h. ohne Lenkung durch eine Führungsschiene, auf einer Fahrbahn bewegen, so muß der Fühler 8 angehoben werden und das Gleitstück in eine im wesentlichen mit der Tragachse 19 übereinstimmende Stellung verbracht werden, wonach das Gleitstück 22 in eine von der Tragachse 19 entfernte Lage überführt wird. In dieser Stellung bewirkt eine Drehung des Fahrzeuglenkrades eine Betätigung des Steuerschiebers und des Lenkgestänges 5, während der hochgefahrene Fühler §]?§ie Stange 13 auf das Gehäuse 16 kein Drehmoment ausüben kann.Should the motor vehicle .1 be normal, i.e. without steering move through a guide rail on a roadway, the sensor 8 must be lifted and the slider into a substantially coincident with the support axis 19 Position are brought, after which the slider 22 in a remote from the support axis 19 position is convicted. In this position, rotation of the vehicle steering wheel causes the control slide to be actuated and the steering linkage 5, while the raised sensor §]? § the rod 13 on the housing 16 no torque can exercise.

Unabhängig von der jeweils gewählten Art der Steuerung des Lenkgestänges besteht immer eine Wirkverbindung zwischen einem Eingangsglied und dem Ausgangsglied der Kuppelvorrichtung.Regardless of the type of control of the steering linkage selected, there is always an operative connection between an input member and the output member of the coupling device.

Das vorstehende beschriebene Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes kann ohne Minderung der erfindungsgemäßen Vorteile in Einzelheiten abgeändert, verbessert und ergänzt werden. Insbesondere können die beiden Motoren 24 und 25 ersetzt werden durch einen einzigen Motor mit entsprechenden Rädersätzen, mit denen er die beiden Spindelmutter-Gleitstücke 22 und 23The above-described embodiment of the The subject of the invention can be modified in detail without reducing the advantages of the invention, be improved and supplemented. In particular, the two motors 24 and 25 can be replaced by one single motor with corresponding sets of wheels, with which he the two spindle nut sliding pieces 22 and 23

über dieGewindespindeln ^{2Oa und 2}^ ^a ^ⁿ entgegengesetzte Richtungen bewegen kann.can move in opposite directions via the threaded spindles ^{2Oa and 2} ^ ^a ^ ^n.

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Claims

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Claims

( 1.j device for controlling the steering axis of a motor vehicle which can be steered automatically by means of a roadway guide and which is provided with a vehicle frame, a steering housing, a sensor that scans the roadway guide, a steering linkage that controls the steering axis and with a dome! two input members connected to the steering housing or the sensor can be alternately coupled to an output member connected to the steering linkage, characterized in that the coupling device (6) is rotatable on a support axle (19) which is connected to the steering linkage (5) and fastened to the vehicle frame has mounted housing (16) which is provided with a first and a second guide jaw (20 and 21), the longitudinal axes of which pass in the vicinity of the support axis (19), and that in the first guide jaw (20) with the steering housing (7) first slide (22) connected in a form-fitting manner and in the second guide jaw a with the sensor (8) fo A second slider connected in an interlocking manner are displaceably mounted.

2. Device according to claim 1, characterized in that at least one of the two sliding pieces (22, 23) as one of a threaded spindle (20a, 21a) along the guide jaws (20, 21) removable spindle nut is formed.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the housing (16) the coupling device (6) on the actuator of a control slide for a steering linkage (5) active fluid-operated servo motor (17) is articulated.

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